S-R锁存器快速入门指南

什么是 S-R 锁存器？

在开始使用 S-R门锁之前，您需要知道什么是门锁。锁存器是一种异步电路（它不需要时钟信号即可工作），它有两种稳定状态，高（“1”）和低（“0”），可用于存储二进制数据。许多时序电路和较大的存储设备（如移位寄存器）使用锁存器作为其主要构建块。

最简单的锁存器是设置复位 （S-R） 锁存器。您可以通过使用交叉反馈回路连接两个NOR门来构建一个。

带 NOR 门的 S-R 锁存器

只要电路通电，该反馈路径对于存储一位数据至关重要。在该电路中，上栅极具有S输入和主输出Q，而下栅极具有R输入和反相输出Q̅。

S-R门锁如何工作？

首先，让我们定义 S-R 锁存器的真值表：

现在，让我们分析一下 S-R 锁存器如何使用其真值表和带 NOR门的电路工作。请记住，NOR门仅在两个输入均为“1”时给出“0”，对于任何其他输入组合，输出为“0”。

您可以在真值表中看到，当输入 S 和 R 都等于“0”时，输出 Q 保持不变。这是 S-R 锁存器的记忆功能，因为它保存了以前的值。假设 Q输出在当前状态下为“1”。如果现在将两个输入都放在“0”中，则输出将保持为“1”，如下所示：

那么，如何将Q输出“重置”为“0”？好吧，正如您在真值表中所看到的，R 输入中需要“1”，S 输入中需要“0”。

但是，如果您想在 Q 输出中“设置”一个“1”，只需遵循真值表并在 S 输入中放置一个“1”，在 R 输入中放置一个“0”。

最后，S 和 R 输入不应同时为“1”，因为 NOR 门仅在其两个输入为“1”时才给出“0”，但如果一个输入为“1”，则输出将为“0”。因此，如果

S 和 R 为“1”，则两个锁存器的输出将同时为“0”，这违反了该锁存器的工作原理。

带 NAND 门的 SR 闩锁

S-R 门锁也可以使用两个 NAND 门构建：

带 NAND 门的 S-R 锁存器

在上面的电路中，您可能已经注意到与带有NOR门的电路略有不同。现在输入已交换，S输入在上门，R输入在下门。此外，输入已被否定。

它的工作方式与NOR门相同，只是输入是反转的。这是真值表：

示例电路

作为实际示例，您可以使用 CD4001 芯片构建 SR 锁存器。下面您可以看到 CD4001 内部有四个 NOR 门，非常适合此类应用。

电路的工作原理如下：按下按钮 PB2 时，即使在 PB2 松开后，LED L2 也会打开并保持亮起，而 LED L1 保持熄灭。 按下按钮 PB2时，LED L1 熄灭，而 LED L1 即使在松开 PB1 后也会打开并保持亮起。要组装上述电路，您需要：

CD4001芯片

两个按钮（PB1 和 PB2）

两个指示灯

两个10 kΩ电阻（R1和R2）

两个 330 Ω电阻（R3 和 R4）